ZNR系列智能高压变频器在循环水泵节能改造中的应用

其中：q1、h1、p1—水泵在n1转速时的流量、压力、功率；q2、h2、p2—水泵在n2转速时相似工况下的流量、压力、功率。假如转速降低一半，即：n1/n2=1/2，则p2/p1=1/8，可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。当转速由n1降为n2时，水泵的额定工作参数q、h、p都降低了。但效率值基本是一样的。也就是说当转速降低时，额定工作参数相应降低，但效率不会降低。

　　因此在满足操作要求的前提下，水泵仍能在同样甚至更高的效率下工作。降低了转速，流量就不再用关小阀门来控制，阀门始终处于全开状态，避免了由于关小阀门引起的压力损失增加，也就避免了总效率的下降，确保了能源的充分利用。工频50hz电网直接启动，对电网和机械冲击较大，声响很大，启动一次的损耗电能高。而变频软起动损耗很小，只有上述损耗电能的1/10，则每年的起动节能也是很可观的。当采用变频调速时，50hz满载时功率因数为接近1，工作电流比电机额定电流值要低许多，这是由于变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用，可以为电网节约容量20%左右。

　　5 循环水泵参数和工况

　　d#空分3台循环水泵的参数相同，水泵为济南奔腾泵业有限公司生产btow600-710型，额定转速970r/min，效率85％，供水6000m3/h，扬程50m。拖动循环水泵的3台电动机为ykk5603-6型，额定功率1120kw，额定电压6kv，额定电流124.6a，功率因数cos=0.87，额定转速992.2r/min，f级绝缘，绕组y接，哈尔滨电机厂有限责任公司生产。

　　a#、b#、c#、d#、e#5台循环水泵采用闭式循环水系统，补给水经化学弱酸阳离子交换器处理后的软化水。循环水泵采用单元制供水系统，即每台机组配1座冷却塔，1条压力循环水管，1条双孔自流水沟和1台循环水泵。冷却水塔采用风筒式逆流自然通风冷却塔，通风筒为双曲线旋转壳。在循环供水系统中，是由循环水泵实现水资源的循环利用的。经热交换后的热水进入冷却设施进行冷却，使其水温降至允许值，然后又重复将冷却水输入冷却器而循环使用，由于系统水位基本上是稳定的，故循环水泵的扬程也基本稳定，而其容量按计算水量确定。循环水泵随机组长期连续运行，由于机组负荷经常变化，需要及时调整循环水流量，以保证机组的安全经济运行。在正常运行工况，5台循环水泵运行3台，另2台循环水泵备用。即使在同一负荷的情况下，不同的外部环境也使得循环水流量的需求不同。利用高压变频器根据实际需要对循环水泵进行调速控制，从而既保证和改善运行工艺，又可达到节能降耗的目的。

　　znr系列智能高压变频调速系统正式投入运行前，应仔细检查厂家给出的znr智能高压变频调速系统控制器功能基本参数所述内容是否都正确设置了，并对znr系列智能高压变频调速系统控制器功能参数进行设置。

　　6 改造前后运行情况

　　本次只对5台并联水泵中的3台进行改造，正常运行工况为3台变频。由于季节及昼夜温度的差别使得变频系统的运行有着特殊性，管网总出口的压力取决于2台并联水泵各自的出口压力，从而决定了变频泵不可能在太低的频率下运行，否则会引起倒流或不出水的情况。另一方面，太低的频率会导致整体压力下降，达不到循环水系统总体的扬程要求，处于工频定速运行的水泵也易导致过流发生。根据以往的运行实践经验，在工频泵与变频泵同进运行的情况下应使变频泵最低的频率保持在38hz以上，在变频泵单独运行时，变频器可以根据需要在5-45hz范围内调节（变频泵调节的频率必须满足水泵出口压力最低要求），这样可以满足运行需要，同时可对出水量进行连续的调节。

　　⑴工频（50hz）运行时，输入电压6kv，输入电流数据为：

　　3月27日14:30输入电流103.8a；

　　3月27日21:35输入电流106.4a；

　　3月28日08:00输入电流105.2a；

　　3月28日21:00输入电流104.8a；

　　3月29日06:25输入电流104.1a；

　　工频运行时，平均电流i1=104.86a，功率因数cosφ1=0.85。

　　⑵变频运行时，输入电压6kv，运行频率和输入电流数据为：

　　3月27日11:00频率41.55hz，输入电流67.5a；

　　3月27日12:00频率41.55hz，输入电流67.6a；

　　3月27日13:00频率41.55hz，输入电流67.7a；

　　3月27日14:00频率41.55hz，输入电流67.7a；

　　变频运行时，平均电流i2=67.63a，功率因数cosφ2=0.98。

　　7 改造效果

　　7.1 变频改造前、后的节能计算

假如全年运行时间为330天，根据本厂的上网电价，可知变频改造后每年节省用电=（i1cosφ1-i2cosφ2）×6×1.732×24×330=1449434kw·h。每年节省电费= 1449434kw·h×0.5元/kw·h=72.5万元。由41hz运行计算知，每年可以节电约1449434kw·h，节省电费约72.5万元，不到2年时间就可收回全部投资。变频运